Daten gehören heute zu den wichtigsten Vermögenswerten eines Unternehmens. Unternehmen erstellen und sammeln mehr Informationen als je zuvor, was bei der Speicherung, Verwaltung, dem Zugriff und der Analyse zu Herausforderungen führen kann.
Während sich Unternehmen weiterentwickeln und die potenziellen Vorteile wachsender Datenmengen erkennen, entwickelt sich glücklicherweise auch die Technologie weiter, um eine Fülle neuer Tools für die Verwaltung dieser Daten zu ermöglichen.
In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf mehrere Innovationen, die die Art und Weise, wie Unternehmensdaten verarbeitet werden, verändern und verbessern.
In Zonen aufgeteilte Namespace-SSDs
NAND-Flash-basierte Solid-State-Laufwerke (SSDs) sind eine wichtige Komponente in vielen Speicherökosystemen von Unternehmen. Natürlich hat sich die NAND-Flash- und SSD-Technologie im Laufe der Jahre weiterentwickelt, und die ursprüngliche Architektur einiger SSDs ist nicht in der Lage, die verbesserte Leistung zu liefern, die die heutige Technologie ermöglicht hat.
Beispielsweise sind die Flash-Blöcke in NAND-Flash-basierten SSDs auf eine begrenzte Anzahl von Schreibvorgängen begrenzt. Die Daten müssen auch sequentiell in den Flash-Block geschrieben werden, und wenn Daten in einem bestimmten Block gelöscht werden, muss dieser gesamte Block gelöscht werden, bevor neue Daten darauf geschrieben werden können. Diese Funktionen werden vom Flash Translation Layer (FTL) verwaltet, der sich im SSD-Controller befindet und geräteseitige Schreibverstärkung, Überbereitstellung, DRAM und Indirektion nutzt, um die SSD-Speicherblöcke mit dem Host auszurichten. Und obwohl diese Aktionen es der SSD ermöglichen, Daten in jedem der Flash-Blöcke zu speichern, haben sie auch negative Auswirkungen: höhere Schreibverstärkung, erhöhte Überbereitstellung, verringerter Durchsatz und höhere Latenz.
Dank des Zoned Namespace (ZNS) wird sich das alles ändern. ZNS wurde von der NVMe Technical Work Group entwickelt und 2020 veröffentlicht und ist ein Industriestandard, der das Innenleben einer SSD effektiver mit dem Host in Einklang bringt.
Quelle: NMVexpress.org
Anstatt dass das Hostgerät die Platzierung der Daten in den Speicherblöcken der SSD steuert, übernehmen Anwendungen diese Kontrolle. Die Daten werden in Zonen geschrieben, die effizienter auf die Medien abgestimmt sind – was dazu beiträgt, die Notwendigkeit von Indirektions-Overheads, Überbereitstellung und allen anderen Vorgängen, die der SSD-Controller zum effizienten Schreiben von Daten verwendet, zu vermeiden.
Durch den Verzicht auf alle kleinen Tricks herkömmlicher SSD-Controller verbessern ZNS-SSDs den Durchsatz, die Latenz und die SSD-Lebensdauer. Sie können auch die verfügbare Kapazität im Laufwerk erhöhen – laut einigen Experten um bis zu 20%.
Compute Express Link (CXL)
Unternehmen fordern ultraschnelle Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten und fortschrittliche Serverleistung. Zusammen mit diesen Anforderungen wächst der Bedarf an einer Lösung, die es Unternehmen ermöglicht, über eine Reihe verschiedener Gerätetypen und Speicherklassen hinweg zu laden und zu speichern.
Bedenken Sie Folgendes: Viele der heutigen Server, insbesondere die von Hyperscalern, enthalten Komponenten, die über einen eigenen integrierten Speicher verfügen. Neben dem an einen Host-Prozessor angeschlossenen Hauptspeicher können auch intelligente Netzwerkkarten, GPUs und Speicher-SSDs vorhanden sein. Diese Geräte verfügen über Speicher-Caches, die oft nicht ausreichend ausgelastet sind, teilweise sogar erheblich. Das bedeutet, dass im gesamten System viel Speicher ungenutzt bleibt. Multiplizieren Sie den gesamten ungenutzten Speicher mit Tausenden von Servern, und es wird von Bedeutung. Diese Caches können normalerweise nicht interagieren, es sei denn, sie verfügen über ein Tool, um sie zu verbinden.
Hier kommt Compute Express Link (CXL) ins Spiel. CXL ist eine standardisierte Cache-kohärente Verbindung, die es Unternehmen ermöglicht, alle diese Speicher-Caches miteinander zu verbinden, damit sie effizienter genutzt werden können. Der Interkonnektor nutzt die PCIe Gen5-Schnittstelle und Unternehmen können zwischen der Verwendung eines CXL- oder PCIe-Protokolls wählen.
Der Einsatz von CXL führt zu einer verbesserten Auslastung, was bedeutet, dass Unternehmen den bereits vorhandenen Speicher besser nutzen können. Cache-Kohärenz und die gemeinsame Nutzung von Speicherressourcen können dazu beitragen, die Systemleistung zu verbessern und die Komplexität der Infrastruktur zu verringern.
NVMe über Fabrics (NVMe-oF)
Transportprotokolle für Storage Area Networks (SANs) haben sich im Laufe der Zeit erheblich weiterentwickelt. Für die Verbindung mit HDD-basierten SANs wurden verschiedene Protokolle entwickelt, z. B. iSCSI, Serial Attached SCSI (SAS) und Fibre Channel Protocol (FCP). Diese Protokolle lieferten ausreichend Leistung für Festplatten, reichen jedoch nicht für SSDs aus. Nachdem der HDD-Engpass durch den Austausch von HDD durch SSD beseitigt wurde, wurden die Protokolle zum Flaschenhals. NAND-Flash-basierter Speicher benötigte etwas mehr, damit Unternehmen alle Vorteile der Technologie nutzen können.
NVMe over Fabric (NVMe-oF) erweitert NVMe auf Fabrics wie InfiniBand, Fibre Channel und Ethernet. Es kapselt NVMe-Befehle und transportiert die Kapseln über eine Speichernetzwerkstruktur. Mit dieser Technologie können Unternehmen sowohl lokal als auch über SANs effizienter auf Daten zugreifen als mit herkömmlichen Protokollen.
Durch die Bereitstellung einer verlustfreien Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über Netzwerke wie Ethernet und Fibre Channel sorgt NVMe-oF für eine noch effektivere Verbindung zwischen Servern und Speicher und kann außerdem CPU-Ressourcen effizienter nutzen. Mithilfe von NVMe-oF können Unternehmen von Hochleistungsspeicher mit geringer Latenz profitieren, der von Servern getrennt und als einzelner gemeinsamer Pool verwaltet wird. Das bedeutet, dass die IT Speicherressourcen detaillierter und flexibler als je zuvor bereitstellen kann.
Single-Root-I/O-Virtualisierung (SR-IOV)
Virtualisierung ist zu einem sehr wichtigen Bestandteil des Enterprise Computing geworden. Es verbessert nicht nur die Serverauslastung, sondern kann Unternehmen auch dabei helfen, den Bedarf an physischer Hardware im Rechenzentrum zu reduzieren.
Die Single Root I/O Virtualization (SR-IOV)-Spezifikation unterstützt die Virtualisierung, indem sie es einem Gerät wie einer Speicher-SSD ermöglicht, PCIe-Ressourcen über eine Vielzahl virtueller Server hinweg zu trennen und zu isolieren. Vor dieser Entwicklung kam es bei einer SSD, die Ressourcen mit mehreren virtuellen Maschinen (VMs) teilte, zu einem Leistungsabfall, da die Prozesse des VM-Managers zur Aktivierung dieser Freigabe einen I/O-Engpass verursachten.
SR-IOV macht es möglich, dass der VM-Manager die Ressourcenfreigabe nicht mehr verwalten muss. Stattdessen kann ein PCIe-Gerät wie ein SSD-Controller diese Funktion übernehmen. Da die Manager-Komponente diesen Vorgang nicht mehr verarbeiten muss, wird die Leistung optimiert und kann sogar das Leistungsniveau eines Bare-Metal-Servers erreichen.
Wie Phison helfen kann
Als das erste Unternehmen, das PCIe Gen4x4 NVMe SSD-Lösungen liefertPhison ist der Branchenführer bei der Ermöglichung von Hochleistungsrechnen für bandbreitenintensive Anwendungen. Durch die Entwicklung dieser Lösungen trägt Phison dazu bei, die Funktionen zu schaffen, die der Nachfrage von morgen nach immer schnelleren und besseren digitalen Erlebnissen gerecht werden:
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- Da die Datenübertragungsgeschwindigkeiten steigen, kann Phison seinen Kunden PCIe-Gen5-SSD-Plattformen anbieten, die auf eine optimale Leistung in ihren Anwendungen zugeschnitten sind.
- Phison wird derzeit auf einer ZNS-SSD entwickelt und ist bestrebt, die hohe Leistung, Servicequalität und Effizienz zu erreichen, die unsere Kunden benötigen.
- Da SR-IOV mehreren Hosts den Zugriff auf ein einzelnes SSD-Gerät ermöglicht, könnte sich der Datenverkehr der einzelnen Hosts gegenseitig stören. Phisons proprietäres Multi-Function Quality of Service (MFQoS) kann diesen Datenverkehr kontrollieren und die Übertragungsgeschwindigkeit jedes Hosts konstant halten – für schnellere Reaktionszeiten und hervorragende QoS.
- Phison investiert kontinuierlich stark in Forschung und Entwicklung Ziel ist es, SSD-Lösungen zu entwickeln, die auf neue Technologien abgestimmt sind und sicherstellen, dass die Produkte zukunftssicher und bereit sind, die Innovationen von morgen voranzutreiben.
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